Как работает простой металлоискатель на микросхеме К561ЛА7. Какие детали нужны для его сборки. Как правильно намотать катушку металлоискателя. Каковы возможности и ограничения самодельного металлоискателя.
Принцип работы металлоискателя на К561ЛА7
Металлоискатель на микросхеме К561ЛА7 работает по принципу биений частот двух генераторов:
- Опорного генератора на стабильной частоте 465 кГц
- Измерительного генератора, частота которого меняется при приближении к металлу
При смешивании сигналов этих генераторов возникают биения — низкочастотные колебания, которые можно услышать в наушниках. Чем ближе металл, тем выше частота биений.
Схема металлоискателя на К561ЛА7
Принципиальная схема металлоискателя содержит следующие основные узлы:
- Опорный генератор на элементе DD1.1 с пьезофильтром на 465 кГц
- Измерительный генератор на DD1.2 с катушкой-датчиком L1
- Смеситель на DD1.3 для получения биений
- Усилитель низкой частоты на полевом транзисторе VT2
Какие ключевые особенности имеет данная схема металлоискателя? Использование пьезофильтра в опорном генераторе обеспечивает высокую стабильность частоты. А применение логических элементов КМОП позволяет получить высокую добротность колебательного контура измерительного генератора.
Детали для сборки металлоискателя
Для изготовления металлоискателя на К561ЛА7 потребуются следующие основные компоненты:
- Микросхема К561ЛА7 или аналог (CD4011)
- Пьезофильтр на 465 кГц (ФП1П1-61)
- Катушка-датчик L1 (30 витков провода ПЭВ 1,2 мм)
- Полевой транзистор КП303 или аналог
- Резисторы, конденсаторы согласно схеме
- Источник питания 9В
- Наушники сопротивлением более 100 Ом
Важно использовать качественные компоненты, особенно пьезофильтр и подстроечный конденсатор для точной настройки. Как правильно подобрать элементы схемы для максимальной чувствительности металлоискателя?
Изготовление катушки металлоискателя
Катушка-датчик L1 играет ключевую роль в работе металлоискателя. Ее изготовление требует особой тщательности:
- Намотать 30 витков провода ПЭВ 1,2 мм на оправку диаметром 20 см
- Зафиксировать намотку диэлектрической лентой
- Обмотать катушку алюминиевой фольгой, оставив зазор 10 мм у выводов
Экранирование катушки фольгой уменьшает влияние паразитных емкостей и повышает стабильность частоты генератора. Почему важно использовать именно толстый провод для намотки катушки?
Настройка и проверка работоспособности
После сборки схемы необходимо выполнить настройку металлоискателя:
- Подключить питание и наушники
- Подстроечным конденсатором C1 добиться появления звука в наушниках
- Приблизить катушку к металлическому предмету — должно измениться звучание
Правильно настроенный металлоискатель способен обнаруживать крупные металлические предметы на расстоянии до 60 см, а мелкие монеты — до 15 см. Как проверить максимальную дальность обнаружения металлоискателя?
Возможности и ограничения самодельного металлоискателя
Металлоискатель на К561ЛА7 обладает следующими характеристиками:
- Дальность обнаружения: до 60 см для крупных объектов
- Различение типов металлов: невозможно
- Определение глубины залегания: невозможно
- Игнорирование минерализации грунта: отсутствует
Несмотря на простоту, такой металлоискатель вполне пригоден для поиска металлических предметов на небольшой глубине. Каковы основные преимущества и недостатки данной конструкции по сравнению с промышленными металлоискателями?
Советы по эксплуатации самодельного металлоискателя
При использовании металлоискателя на К561ЛА7 следует учитывать несколько важных моментов:
- Не приближать катушку вплотную к земле во избежание ложных срабатываний
- Двигать катушку медленно и равномерно для точного обнаружения
- Использовать свежие батареи для стабильной работы схемы
- Избегать работы вблизи источников электромагнитных помех
Соблюдение этих рекомендаций позволит добиться максимальной эффективности от самодельного металлоискателя. Какие еще меры помогут повысить чувствительность и надежность работы устройства?
Возможные модификации и улучшения схемы
Базовую схему металлоискателя на К561ЛА7 можно усовершенствовать следующими способами:
- Добавить регулировку чувствительности переменным резистором
- Заменить наушники на встроенный динамик с усилителем
- Использовать стабилизатор напряжения для повышения стабильности
- Применить экранирование для снижения помех
Такие доработки позволят улучшить характеристики самодельного металлоискателя. Какие еще модификации схемы могли бы расширить функциональность устройства?

Схема металлоискателя на микросхеме с пьезофильтром (К561ЛА7, ФП1П1-61-01)
Этот металлоискатель, несмотря на малое число деталей и простоту в изготовлении, отличается достаточно большой чувствительностью. Крупные металлические предметы, такие как батарея отопления, он способен обнаружить на расстоянии до 60 см, мелкие же, например, монету диаметром 25 мм — на расстоянии 15 см.
Принцип работы устройства основан на изменении частоты в измерительном генераторе под воздействием находящихся рядом металлов и выделении разностной частоты (биений) между измерительным и образцовым генератором.
Так как эта частота находится в звуковом диапазоне, ее можно услышать в наушниках.
Принципиальная схема
Принципиальная схема металлоискателя представлена на рисунке 1. В данной схеме частота опорного генератора, выполненного на DD1.1, стабилизирована при помощи пьезоэлемента. В качестве пьезоэлемента использован пьезофильтр (ZQ1) па промежуточную частоту (465 кГц), имеющуюся в любом бытовом супергетеродинном радиоприемнике.
Такие элементы широко распространены и гораздо дешевле, чем кварцевые резонаторы. Применение пьезоэлемента позволяет повысить стабильность частоты опорного генератора по сравнению с обычными LC или RC генераторами, а, значит, увеличить дальность обнаружения металлических предметов.
Рис. 1. Принципиальная схема самодельного металлоискателя с пьезофильтром.
Измерительный генератор собран на логическом элементе DD1.2 и содержит катушку (L1) в виде рамки, которая является датчиком. При приближении катушки к металлу меняется ее индуктивность, что приводит к изменению частоты автогенератора.
Начальная частота автогенератора определяется элементами C1C2C3L1 и подстраивается при помощи регулируемого конденсатора С1, близкой к частоте опорного генератора (чуть больше или меньше чем 465 кГц).
На элементе DD1.3 сигналы двух генераторов смешиваются. Выходной сигнал DD1.3 содержит разностную гармонику, и, чтобы ее отделить от высокочастотных импульсов, установлен фильтр R3C5.
Низкочастотный сигнал усиливается полевым транзистором VT2 и подается на звуковой излучатель — наушники BF1 BF2.
Применение в автогенераторах логических элементов КМОП микросхемы, благодаря их большому входному сопротивлению, позволяет получить высокую добротность в колебательном контуре поискового генератора, что повышает у него стабильность частоты.
Это дает возможность работать при малых биениях и таким образом увеличить чувствительность металлоискателя.
Детали и конструкция
Питание автогенераторов стабилизировано при помощи прецизионного стабилитрона КС166В. Только параметрические стабилизаторы на напряжение около 6 В имеют близкий к нулю дрейф напряжения при изменении окружающей температуры.
Схема металлоискателя сохраняет работоспособность при снижении напряжения до 5 В, но в этом случае стабилизации напряжения питания не будет.
Потребляемый металлоискателем ток (а, значит, и продолжительность работы) сильно зависит от сопротивления подключенных на выходе головных телефонов.
По этой причине их сопротивление должно быть как можно больше (>100 Ом), для чего телефоны в наушниках подключены последовательно.
Резистор R7 ограничивает максимальный ток транзистора VT2 при коротком замыкании в наушниках, а резистор R6 позволяет регулировать громкость звука. Для удобства этот резистор объединен с включателем питания SA1.
Наушники соединяются через любое стандартное гнездо X1.
Гнездо Х2 предназначено для подключения сетевого зарядного устройства для аккумулятора G1. Это позволит выполнять подзарядку элементов питания не вынимая их из корпуса.
Конденсатор настройки С1 можно взять от любого миниатюрного радиоприемника (например КП-180). С2 и C3 должны быть с минимальным отрицательным ТКЕ (М47, М75), С4 и С5 из серии К10 (К10-17), С6 — К53-1 на 16 В.
Переменный резистор R6 — СПЗ-ЗбМ (он предусматривает горизонтальную установку на плате и имеет встроенный включатель SA1), подстроенный резистор R5 типа СПЗ-19а, остальные подойдут любые малогабаритные.
Пьезорезонатор (пьезофильтр Z01) скорее всего подойдет любой из серии ФП1П1-61 (-01, -02, и т. д.), а также можно попробовать многие другие типы пьезофильтров от китайских приемников, имеющие три вывода.
Детали устройства могут быть расположены на односторонней печатной плате из стеклотекстолита толщиной 1,5 мм и размерами 75 х 40 мм (рис. 2, а—б).
Рис. 2. Печатная плата самодельного чувствительного металлоискателя на микросхеме.
Плата желательно разместить вблизи от катушки датчика L1. Место, где закрепляется плата с элементами, экранировать не обязательно.
Катушка датчика металлоискателя L1 имеет вид тороидальной рамки. Она наматывается медным проводом ПЭВ диаметром 1,2 мм, на любой подходящей оправке диаметром 20 см, например, вырезанной из пенопласта.
Рис. 3. Конструкция и параметры поисковой катушки самодельного металлоискателя.
Намотка следует выполнять внавал, 30 витков (индуктивность получается около 480 мкГн).
После намотки катушки рамка нужно обмотать любой диэлектрической лентой (лакотканью или изолентой), а после этого — тонкой алюминиевой фольгой.
Можно применить также медную фольгу. У места выводов катушки участок около 10 мм закрывать фольгой не надо (между концами экрана оставляется зазор, как это показано на рис).
Экран у катушки уменьшает влияние паразитных емкостей, что повышает стабильность рабочей частоты поискового автогенератора.
Применение толстого провода при изготовлении L1 обеспечивает более высокую добротность у катушки и придает жесткость рамке без использования дополнительных элементов крепления.
Источник: Корякин-Черняк С.Л. Семьян А.П. — Металлоискатели своими руками. Как искать, чтобы найти монеты, украшения, клады.
Схема металлоискателя на микросхеме с пьезофильтром (К561ЛА7, ФП1П1-61-01)
Этот металлоискатель, несмотря на малое число деталей и простоту в изготовлении, отличается достаточно большой чувствительностью. Крупные металлические предметы, такие как батарея отопления, он способен обнаружить на расстоянии до 60 см, мелкие же, например, монету диаметром 25 мм — на расстоянии 15 см.
Принцип работы устройства основан на изменении частоты в измерительном генераторе под воздействием находящихся рядом металлов и выделении разностной частоты (биений) между измерительным и образцовым генератором.
Так как эта частота находится в звуковом диапазоне, ее можно услышать в наушниках.
Принципиальная схема
Принципиальная схема металлоискателя представлена на рисунке 1. В данной схеме частота опорного генератора, выполненного на DD1.1, стабилизирована при помощи пьезоэлемента. В качестве пьезоэлемента использован пьезофильтр (ZQ1) па промежуточную частоту (465 кГц), имеющуюся в любом бытовом супергетеродинном радиоприемнике.
Такие элементы широко распространены и гораздо дешевле, чем кварцевые резонаторы. Применение пьезоэлемента позволяет повысить стабильность частоты опорного генератора по сравнению с обычными LC или RC генераторами, а, значит, увеличить дальность обнаружения металлических предметов.
Рис. 1. Принципиальная схема самодельного металлоискателя с пьезофильтром.
Измерительный генератор собран на логическом элементе DD1.2 и содержит катушку (L1) в виде рамки, которая является датчиком. При приближении катушки к металлу меняется ее индуктивность, что приводит к изменению частоты автогенератора.
Начальная частота автогенератора определяется элементами C1C2C3L1 и подстраивается при помощи регулируемого конденсатора С1, близкой к частоте опорного генератора (чуть больше или меньше чем 465 кГц).
На элементе DD1.3 сигналы двух генераторов смешиваются. Выходной сигнал DD1.3 содержит разностную гармонику, и, чтобы ее отделить от высокочастотных импульсов, установлен фильтр R3C5. Низкочастотный сигнал усиливается полевым транзистором VT2 и подается на звуковой излучатель — наушники BF1 BF2.
Применение в автогенераторах логических элементов КМОП микросхемы, благодаря их большому входному сопротивлению, позволяет получить высокую добротность в колебательном контуре поискового генератора, что повышает у него стабильность частоты.
Это дает возможность работать при малых биениях и таким образом увеличить чувствительность металлоискателя.
Детали и конструкция
Питание автогенераторов стабилизировано при помощи прецизионного стабилитрона КС166В. Только параметрические стабилизаторы на напряжение около 6 В имеют близкий к нулю дрейф напряжения при изменении окружающей температуры.
Схема металлоискателя сохраняет работоспособность при снижении напряжения до 5 В, но в этом случае стабилизации напряжения питания не будет.
Потребляемый металлоискателем ток (а, значит, и продолжительность работы) сильно зависит от сопротивления подключенных на выходе головных телефонов. По этой причине их сопротивление должно быть как можно больше (>100 Ом), для чего телефоны в наушниках подключены последовательно.
Резистор R7 ограничивает максимальный ток транзистора VT2 при коротком замыкании в наушниках, а резистор R6 позволяет регулировать громкость звука. Для удобства этот резистор объединен с включателем питания SA1.
Наушники соединяются через любое стандартное гнездо X1.
Гнездо Х2 предназначено для подключения сетевого зарядного устройства для аккумулятора G1.
Это позволит выполнять подзарядку элементов питания не вынимая их из корпуса.
Конденсатор настройки С1 можно взять от любого миниатюрного радиоприемника (например КП-180). С2 и СЗ должны быть с минимальным отрицательным ТКЕ (М47, М75), С4 и С5 из серии К10 (К10-17), С6 — К53-1 на 16 В.
Переменный резистор R6 — СПЗ-ЗбМ (он предусматривает горизонтальную установку на плате и имеет встроенный включатель SA1), подстроенный резистор R5 типа СПЗ-19а, остальные подойдут любые малогабаритные.
Пьезорезонатор (пьезофильтр Z01) скорее всего подойдет любой из серии ФП1П1-61 (-01, -02, и т. д.), а также можно попробовать многие другие типы пьезофильтров от китайских приемников, имеющие три вывода.
Детали устройства могут быть расположены на односторонней печатной плате из стеклотекстолита толщиной 1,5 мм и размерами 75 х 40 мм (рис. 2, а—б).
Рис. 2. Печатная плата самодельного чувствительного металлоискателя на микросхеме.
Плата желательно разместить вблизи от катушки датчика L1.
Место, где закрепляется плата с элементами, экранировать не обязательно.
Катушка датчика металлоискателя L1 имеет вид тороидальной рамки. Она наматывается медным проводом ПЭВ диаметром 1,2 мм, на любой подходящей оправке диаметром 20 см, например, вырезанной из пенопласта.
Рис. 3. Конструкция и параметры поисковой катушки самодельного металлоискателя.
Намотка следует выполнять внавал, 30 витков (индуктивность получается около 480 мкГн). После намотки катушки рамка нужно обмотать любой диэлектрической лентой (лакотканью или изолентой), а после этого — тонкой алюминиевой фольгой.
Можно применить также медную фольгу. У места выводов катушки участок около 10 мм закрывать фольгой не надо (между концами экрана оставляется зазор, как это показано на рис).
Экран у катушки уменьшает влияние паразитных емкостей, что повышает стабильность рабочей частоты поискового автогенератора.
Применение толстого провода при изготовлении L1 обеспечивает более высокую добротность у катушки и придает жесткость рамке без использования дополнительных элементов крепления.
Источник: Корякин-Черняк С.Л. Семьян А.П. — Металлоискатели своими руками. Как искать, чтобы найти монеты, украшения, клады.
Устройства на микросхеме К561ЛА7 › Схемы электронных устройств. Схема электронных устройств на микросхеме К561ЛА7 (К176ЛА7) К176ла7 цоколевка
Логическая микросхема. Состоит из четырех логических элементов 2И-НЕ. Каждый из этих элементов включает в себя четыре полевых транзистора, два n-канальных — VT1 и VT2, два p-канальных — VT3 и VT4. Два входа A и B могут иметь четыре комбинации входных сигналов. Принципиальная схема и таблица истинности одного элемента микросхемы приведены ниже.
Рассмотрим логику элемента микросхемы . Если на оба входа элемента подать напряжение высокого уровня, то транзисторы VT1 и VT2 будут находиться в открытом состоянии, а VT3 и VT4 в закрытом. Таким образом, на выходе Q будет напряжение низкого уровня. Если на любой из входов подать напряжение низкого уровня, то один из транзисторов VT1, VT2 будет закрыт, а один из VT3, VT4 — открыт.
| Вход | Выход Q | |
|---|---|---|
| А | Б | |
| Н | Х | Б |
| Н | Б | Б |
| Б | Х | Б |
| Б | Б | Х |
Микросхема таблицы истинности К561ЛА7
Распиновка микросхемы К561ЛА7
Рассмотрим схемы четырех электронных устройств, построенных на микросхеме К561ЛА7 (К176ЛА7). Принципиальная схема первого устройства показана на рисунке 1. Это проблесковая лампа. Микросхема формирует импульсы, поступающие на базу транзистора VT1 и в те моменты, когда на его базу (через резистор R2) подается напряжение одиночного логического уровня, он открывается и включает лампу накаливания, а в те моменты, когда напряжение на выводе 11 микросхемы равен нулю лампа гаснет.
График, иллюстрирующий напряжение на выводе 11 микросхемы, показан на рисунке 1А.
Рис.1А
Микросхема содержит четыре логических элемента «2И-НЕ», входы которых соединены между собой. В результате получается четыре инвертора («НЕ». На первых двух D1.1 и D1.2 собран мультивибратор, вырабатывающий импульсы (на выводе 4), форма которых показана на рисунке 1А. Частота этих импульсов зависит от параметров цепи, состоящей из конденсатора С1 и резистора R1. Приблизительно (без учета параметров микросхемы) эту частоту можно рассчитать по формуле F = 1/(CxR).
Работу такого мультивибратора можно объяснить так: когда на выходе D1.1 единица, на выходе D1.2 ноль, это приводит к тому, что конденсатор С1 начинает заряжаться через R1, а вход элемент D1.1 контролирует напряжение на C1. И как только это напряжение достигает уровня логической единицы, схема как бы переворачивается, теперь на выходе D1.1 будет ноль, а на выходе D1.2 единица.
Теперь конденсатор начнет разряжаться через резистор, а вход D1.
1 будет следить за этим процессом, и как только напряжение на нем станет равным логическому нулю, схема снова перевернется. В результате уровень на выходе D1.2 будет импульсным, и на выходе D1.1 тоже будут импульсы, но на выходе D1.2 импульсы противофазные (рисунок 1А).
На элементах D1.3 и D1.4 выполнен усилитель мощности, без которого в принципе можно обойтись.
В данной схеме можно использовать детали различного номинала, на схеме отмечены пределы, в которые должны укладываться параметры деталей. Например, R1 может иметь сопротивление от 470 кОм до 910 кОм, конденсатор С1 может иметь емкость от 0,22 мкФ до 1,5 мкФ, резистор R2 — от 2 кОм до 3 кОм, номиналы деталей подписаны так же на других схемы.
Рис.1Б
Лампа накаливания от фонарика, а батарейка либо плоская на 4,5В, либо «Крона» на 9В, но лучше если взять две «плоские» соединенные последовательно. Цоколёвка (цоколевка) транзистора КТ815 показана на рисунке 1Б.
Второе устройство — реле времени, таймер со звуковой сигнализацией окончания установленного периода времени (рисунок 2).
В его основе мультивибратор, частота которого значительно увеличена, по сравнению с предыдущей конструкцией, за счет уменьшения емкости конденсатора. Мультивибратор выполнен на элементах D1.2 и D1.3. Резистор R2 возьмите такой же, как R1 в схеме на рисунке 1, а конденсатор (в данном случае С2) имеет значительно меньшую емкость, в пределах 1500-3300 пФ.
В результате импульсы на выходе такого мультивибратора (вывод 4) имеют звуковую частоту. Эти импульсы поступают на усилитель, собранный на элементе Д1.4, и на пьезоэлектрический излучатель звука, который при работе мультивибратора издает звук высокого или среднего тона. Излучатель звука — пьезокерамический зуммер, например, от звонка телефонной трубки. Если у него три выхода, нужно припаять любые два из них, а затем опытным путем подобрать два из трех, при подключении которых громкость звука будет максимальной.
Рис.2
Мультивибратор работает только при наличии единицы на выводе 2 D1.2, если она равна нулю, мультивибратор не генерирует.
На прошлом уроке мы познакомились с простыми логическими элементами НЕ, И, ИЛИ, И-НЕ, ИЛИ-НЕ. Теперь начнем наше знакомство непосредственно с микросхемами серии К561 или К176, на примере микросхемы К561ЛА7 (или К176ЛА7, в принципе они одинаковые, отличаются только некоторые электрические параметры).
Микросхема содержит четыре элемента И-НЕ, это одна из наиболее часто используемых микросхем в радиолюбительской практике. Микросхема К561ЛА7 (или К176ЛА7) имеет прямоугольный пластиковый корпус черного, коричневого или серого цвета с 14 выводами, расположенными по его длинным краям. Эти штифты изогнуты в одну сторону. На рисунках 1А, 1В и 1С показано, как пронумерованы контакты. Вы берете микросхему маркировкой к себе, при этом выводы повернуты в противоположную от вас сторону.
Первый выход определяется «ключом». «Ключ» — выштампованная углубленная метка на корпусе микросхемы, она может быть в виде канавки (рис. 1А), в виде небольшой точки углубления, расположенной вблизи первого вывода (рис. 1Б), или в виде большой утопленный круг (рис. 1C). В любом случае выводы отсчитываются от торца корпуса микросхемы, отмеченного «ключом». Как подсчитываются выводы, показано на этих рисунках. Если микросхему повернуть «на спину», то есть маркировкой от себя, а «ножками» (выводами) к себе, то положения выводов 1-7 и 8-14 естественно поменяются местами. Это понятно, но многие начинающие радиолюбители забывают об этой мелочи и это приводит к неправильной разводке микросхемы, в результате чего конструкция не работает, и микросхема может выйти из строя.
На рис. 2 показано содержимое микросхемы (микросхема изображена «ногами к себе», в перевернутом виде). В микросхеме четыре элемента 2И-НЕ и показано, как их входы и выходы соединены с выводами микросхемы. Питание подключается следующим образом: плюс — к выводу 14, а минус — к выводу 7.
При этом минусом считается общий провод. Паять выводы микросхемы нужно очень аккуратно и использовать мощность не более 25 Вт. Жало этого а нужно заточить так, чтобы ширина его рабочей части была 2-3 мм. Время пайки каждого вывода не должно превышать 4 секунд. Размещать микросхемы для экспериментов лучше всего на специальных макетных платах, наподобие той, которую предложил наш постоянный автор Сергей Павлов в ИРК-12-9.9″ (стр. 46).
Напомним, что цифровые микросхемы понимают только два уровня входного напряжения «О» — когда входное напряжение близко к нулю питания, и «1» — когда напряжение близко к напряжению питания. проведем эксперимент (рисунок 3), превратим элемент 2И-НЕ в элемент НЕ (для этого его входы нужно соединить вместе) и будем подавать на эти входы напряжение с переменного резистора R1 (для любого подойдет любой сопротивление от 10 кОм до 100 кОм), а на выходе подключаем светодиод VD1 через резистор R2 (светодиод может быть любой излучающий видимый свет, например АЛ307).
Затем подключаем питание (полюса не перепутать) — две последовательно соединенные «плоские» батареи по 4,5 В (или одна «Крона» на 9В). Теперь, поворачивая ползунок резистора R1, наблюдайте за светодиодом, в какой-то момент sretodiod погаснет, а в какой-то момент загорится (если светодиод вообще не загорится, это значит, что вы его неправильно припаяли, поменяй местами провода и все будет ок)
Теперь подключите вольтметр (PA1) как показано на рисунке 3 (в качестве вольтметра можно использовать любой включенный тестер или мультиметр для изменения напряжения постоянного тока). Поворачивая ползунок R1, обратите внимание, при каком напряжении на входах элемента микросхемы светодиод загорается, а при каком гаснет.
На рис. 4 показана схема простого реле времени. Давайте посмотрим, как это работает. В момент, когда контакты переключателя S1 замкнуты, через них разряжается конденсатор С1, и напряжение на входах элемента равно логической единице (близко к напряжению питания).
Так как этот элемент работает как НЕ (оба входа И замкнуты вместе), то на его выходе будет логический ноль, и светодиод гореть не будет. Теперь разомкните контакты S1. Конденсатор С1 начинает медленно заряжаться через резистор R1. И напряжение на этом конденсаторе будет расти, а напряжение на R1 падать. В какой-то момент это напряжение достигнет уровня логического нуля и микросхема переключится, на выходе элемента будет логическая единица — загорится светодиод. Можно поэкспериментировать, установив на место R1 резисторы разного сопротивления, и конденсаторы разной емкости на место С1, и находим интересную зависимость — чем больше емкость и сопротивление, тем больше времени пройдет с момента открытия S1 до загорания светодиода.И наоборот, чем меньше емкость и сопротивление , тем меньше времени проходит от размыкания S1 до загорания светодиода.Если резистор R1 заменить на переменный, то можно каждый раз поворачивая его ползунок менять время, которое отработает это реле времени.Это реле времени запускается коротким замыканием -временное замыкание контактов S1 (вместо S1 можно просто пинцетом или проволокой замкнуть между собой выводы С1, разряжая таким образом С1.
Если поменять точки соединения резистора и конденсатора (рисунок 5), то схема будет работать наоборот — при замыкании контактов S1 светодиод загорается сразу, а через некоторое время после их размыкания гаснет.
Собрав схему, показанную на рисунке 6 — мультивибратор из двух логических элементов, можно сделать простую «мигалку» — светодиод будет моргать, причем частота этого мигания будет зависеть от сопротивления резистора R1 и емкость конденсатора С1. Чем меньше эти значения, тем быстрее будет мигать светодиод, и наоборот, чем больше — тем медленнее (если светодиод вообще не моргает, это значит, что он подключен неправильно, нужно поменять местами его выводы) .
Теперь внесем изменения в схему мультивибратора (рисунок 7) — отсоединим вывод 2 от вывода 1 первого элемента (D1.1) и подключим вывод 2 к той же цепи конденсатора и резистора, что и в опытах с реле времени. Теперь смотрите, что происходит: пока S1 замкнут, напряжение на одном из входов элемента D1.
1 равно нулю. Но это элемент И-НЕ, а значит, если на один его вход подать ноль, то несмотря ни на что произойдет на втором его входе, то на его выходе все будет равно 1. Эта единица пойдет на оба входа элемента D 1.2, и на выходе D 1.2 будет ноль. А если так, то светодиод загорится и будет гореть постоянным светом. После открытия S1 конденсатор С2 будет медленно заряжаться через R3 и напряжение на С2 будет расти. В какой-то момент он станет равным логической 1. В этот момент уровень на выходе L элемента D1.1 будет зависеть от уровня на его втором входе — вывод 1 и мультивибратор начнет работать, а светодиод будет мигать.
Если поменять местами C2 и R3 (рисунок 8), то схема будет работать наоборот — сначала будет мигать светодиод, а через некоторое время после размыкания S1 перестанет мигать и будет гореть постоянно.
Теперь перейдем к области звуковых частот — соберем схему, показанную на рисунке 9. При подключении питания в динамике будет слышен писк. Чем больше С1 и R1, тем ниже тон писка, а чем они меньше, тем выше тон звука.
Соберите схему, показанную на рисунке 10.9.0004
Это готовое реле времени. Если на ручку R3 нанесена шкала, то ее можно использовать, например, для фотопечати. ВЫ закрываете S1, устанавливаете R3 на желаемое время, а затем открываете S1. По истечении этого времени динамик издаст звуковой сигнал. Работает схема почти так же, как показано на рисунке 7.
В следующем уроке мы попробуем собрать несколько полезных бытовых приборов на основе микросхем К561ЛА7 (или К176Ж1А7).
Микросхема К561ЛА7 (или ее аналоги К1561ЛА7, К176ЛА7, CD4011) содержит четыре логических элемента 2И-НЕ (рис. 1). Логика элемента 2И-НЕ проста — если на обоих его входах логические единицы, то на выходе будет ноль, а если это не так (т.е. ноль на одном из входов или на обоих входах ), то выход будет один. Микросхема К561ЛА7 имеет КМОП логику, а значит ее элементы выполнены на полевых транзисторах, поэтому входное сопротивление у К561ЛА7 очень высокое, а потребляемая мощность от источника питания очень низкая (это касается и всех остальных микросхем серии К561, К176, К1561 или CD40).
На рис. 2 представлена схема простого реле времени с индикацией на светодиодах. Отсчет начинается в момент включения питания выключателем S1. В самом начале конденсатор С1 разряжен и напряжение на нем небольшое (как логический ноль). Следовательно, на выходе D1.1 будет единица, а на выходе D1.2 — ноль. Светодиод HL2 загорится, а светодиод HL1 не загорится. Так будет продолжаться до тех пор, пока С1 не зарядится через резисторы R3 и R5 до напряжения, которое элемент D1.1 понимает как логическую единицу. В этот момент на выходе D1.1 появляется ноль, а на выходе D1.2 единица.
Кнопка S2 служит для перезапуска реле времени (при нажатии замыкает С1 и разряжает его, а при отпускании снова начинает заряжать С1). Таким образом, отсчет начинается с момента включения питания или с момента нажатия и отпускания кнопки S2. Светодиод HL2 показывает, что идет обратный отсчет, а светодиод HL1 указывает, что обратный отсчет завершен. А само время можно установить переменным резистором R3.
На вал резистора R3 можно надеть ручку с указателем и шкалой, на которой можно подписывать значения времени, измеряя их секундомером. При сопротивлениях резисторов R3 и R4 и емкости С1 как на схеме можно устанавливать выдержки от нескольких секунд до минуты и немного больше.
В схеме на рис. 2 используются только два элемента ИС, но на два больше. С их помощью можно сделать так, чтобы реле времени по окончании экспозиции подавало звуковой сигнал.
На рисунке 3 схема реле времени со звуком. На элементах D1 3 и D1.4 выполнен мультивибратор, вырабатывающий импульсы частотой около 1000 Гц. Эта частота зависит от сопротивления R5 и конденсатора С2. Между входом и выходом элемента D1.4 подключается пьезоэлектрический «бипер», например, от электронных часов или телефонной трубки, мультиметра. Когда мультивибратор работает, он подает звуковой сигнал.
Управлять мультивибратором можно изменением логического уровня на выводе 12 D1.4. Когда здесь ноль, мультивибратор не работает, а «пищалка» В1 молчит.
Когда единица. — Б1 пищит. Этот выход (12) соединен с выходом элемента D1.2. Поэтому «пищалка» подается при выходе из строя HL2, то есть звуковая сигнализация включается сразу после того, как реле времени отработало временной интервал.
Если у вас нет пьезоэлектрической «пищалки» вместо нее можно взять, например, микродинамик от старой трубки или наушники, телефонный аппарат. Но подключать его нужно через транзисторный усилитель (рис. 4), иначе можно испортить микросхему.
Однако, если нам не нужна светодиодная индикация, то опять же можно обойтись двумя элементами. На рисунке 5 схема реле времени, в котором есть только звуковая сигнализация. Пока конденсатор С1 разряжен, мультивибратор заблокирован логическим нулем и «пищалка» молчит. И как только С1 зарядится до напряжения логической единицы, мультивибратор сработает, а В1 подаст звуковой сигнал. Более того, тон звука и частоту прерывания можно регулировать. Его можно использовать, например, как небольшую сирену или домашний звонок
На элементах D1 3 и D1.
4 выполнен мультивибратор. формирование импульсов звуковой частоты, которые через усилитель на транзисторе VT5 подаются на динамик В1. Тон звука зависит от частоты этих импульсов, и их частоту можно регулировать переменным резистором R4.
Для прерывания звука используется второй мультивибратор на элементах D1.1 и D1.2. Он генерирует импульсы гораздо более низкой частоты. Эти импульсы поступают на вывод 12 D1 3. При выключенном здесь мультивибраторе логического нуля D1.3-D1.4 динамик молчит, а при единице слышен звук. Таким образом получается прерывистый звук, тональность которого можно регулировать резистором R4, а частоту прерывания — R2. Громкость звука во многом зависит от динамика. А динамик может быть практически любым (например, динамик от радиоприемника, телефонного аппарата, радиоточки или даже акустической системы от музыкального центра).
На основе этой сирены можно сделать охранную сигнализацию, которая будет включаться каждый раз, когда кто-то открывает дверь в вашу комнату (рис.
7).
Простые радиосхемы для начинающих
В данной статье мы рассмотрим несколько простых электронных устройств на логических схемах К561ЛА7 и К176ЛА7. В принципе, эти микросхемы практически одинаковы и имеют одинаковое назначение. Несмотря на небольшую разницу в некоторых параметрах, они практически взаимозаменяемы.
Кратко о микросхеме К561ЛА7
Микросхемы К561ЛА7 и К176ЛА7 представляют собой четыре элемента 2И-НЕ. Конструктивно они выполнены в черном пластиковом корпусе с 14 контактами. Первый вывод микросхемы обозначен в виде метки (т.н. ключа) на корпусе. Это может быть как точка, так и насечка. Внешний вид микросхем и цоколевка показаны на рисунках.
Питание микросхем — 9 вольт, напряжение питания подается на выводы: вывод 7 — «общий», вывод 14 — «+».
При монтаже микросхем необходимо быть осторожным с цоколевкой — случайная установка микросхемы «наизнанку» выводит ее из строя. Паять микросхемы желательно паяльником мощностью не более 25 Вт.
Напомним, что эти микросхемы получили название «логических» потому, что имеют всего два состояния — либо «логический ноль», либо «логическая единица». При этом под уровнем «единица» подразумевается напряжение, близкое к напряжению питания. Следовательно, при снижении напряжения питания самой микросхемы уровень «Логической единицы» будет меньше.
Проведем небольшой эксперимент (рисунок 3)
Для начала превратим элемент микросхемы 2И-НЕ в НЕ просто подключив для этого входы. К выходу микросхемы подключим светодиод, а на вход будем подавать напряжение через переменный резистор, при этом контролируя напряжение. Чтобы светодиод загорелся, необходимо получить на выходе микросхемы (это вывод 3) напряжение, равное логической «1». Контролировать напряжение можно с помощью любого мультиметра, включив его в режим измерения постоянного напряжения (на схеме это PA1).
А вот с питанием немного поиграем — сначала подключаем одну батарейку на 4,5 Вольта. Поскольку микросхема является инвертором, то для того, чтобы на выходе микросхемы получить «1», необходимо, наоборот, подать на вход микросхемы логический «0».
Поэтому начнем наш эксперимент с логической «1» — то есть ползунок резистора должен быть в верхнем положении. Вращая ползунок переменного резистора, дождитесь момента, когда загорится светодиод. Напряжение на движке переменного резистора, а значит и на входе микросхемы, будет около 2,5 вольт.
Если мы подключим второй аккумулятор, то мы получим уже 9 Вольт, и в этом случае наш светодиод загорится при входном напряжении около 4 Вольт.
Тут, кстати, необходимо дать небольшое уточнение: вполне возможно, что в вашем эксперименте могут быть и другие результаты, отличные от приведенных выше. В этом нет ничего удивительного: в первых двух нет полностью одинаковых микросхем и их параметры будут различаться в любом случае, а во-вторых, логическая микросхема может распознавать любое уменьшение входного сигнала как логический «0», а в нашем случае мы понизили входное напряжение в два раза, и в-третьих, в этом эксперименте мы пытаемся сделать так, чтобы цифровая микросхема работала в аналоговом режиме (то есть управляющий сигнал проходит плавно), а микросхема, в свою очередь, работала как надо — при достижении определенного порога мгновенно переключает логическое состояние.
Но ведь этот самый порог может отличаться у разных микросхем.
Однако цель нашего эксперимента была проста — нам нужно было доказать, что логические уровни напрямую зависят от напряжения питания.
Еще один нюанс: это возможно только с КМОП-микросхемами, не очень критичными к напряжению питания. С микросхемами серии ТТЛ дело обстоит иначе — их мощность играет огромную роль и при работе допускается отклонение не более 5%
Ну, краткое знакомство закончено, перейдем к практике…
Простое реле времени
Схема устройства представлена на рис. 4. Включение элемента микросхемы здесь происходит так же, как и в опыте выше: входы закрыты. Пока кнопка кнопки S1 разомкнута, конденсатор С1 находится в заряженном состоянии и ток через него не протекает. Однако вход микросхемы также соединен с «общим» проводом (через резистор R1) и поэтому на входе микросхемы будет присутствовать логический «0». Поскольку элемент микросхемы является инвертором, значит, на выходе микросхемы будет логическая «1» и будет гореть светодиод.
Закрываем кнопку. На входе микросхемы появится логическая «1» и, следовательно, на выходе будет «0», светодиод погаснет. Но при замыкании кнопки конденсатор С1 моментально разрядится. А это значит, что после того, как мы отпустим кнопку в конденсаторе, начнется процесс заряда и пока он продолжается, через него будет протекать электрический ток, поддерживая на входе микросхемы уровень логической «1». То есть получается, что светодиод не загорится, пока не зарядится конденсатор С1. Время заряда конденсатора можно изменить подбором емкости конденсатора или изменением сопротивления резистора R1.
Схема вторая
На первый взгляд почти такая же как и предыдущая, но кнопка с времязадающим конденсатором включается немного по другому. И работать он тоже будет немного по-другому — в режиме ожидания светодиод не горит, при замыкании кнопки светодиод загорается сразу, и гаснет с задержкой.
Простой мигалка
Если включить микросхему как показано на рисунке, то мы получим генератор световых импульсов.
По сути, это простейший мультивибратор, принцип работы которого подробно описан на этой странице.
Частота импульсов регулируется резистором R1 (можно даже поставить переменный) и конденсатором С1.
Управляемая мигалка
Немного изменим схему мигалки (которая была выше на рисунке 6), введя в нее схему от уже знакомого нам реле времени — кнопка S1 и конденсатор С2.
Что получаем: при замыкании кнопки S1 на входе элемента D1.1 будет логический «0». Это элемент 2И-НЕ и поэтому неважно, что происходит на втором входе — на выходе в любом случае будет «1».
Эта самая «1» пойдет на вход второго элемента (который D1.2) и, следовательно, логический «0» прочно сядет на выходе этого элемента. А если так, то светодиод загорится и будет гореть постоянно.
Как только отпускаем кнопку S1, начинается заряд конденсатора С2. Во время заряда через него будет протекать ток при удержании уровня логического «0» на выводе 2 микросхемы. Как только конденсатор зарядится, ток через него прекратится, мультивибратор начнет работать в штатном режиме — светодиод начнет мигать.
На следующей схеме введена та же цепочка, но включается она по-другому: при нажатии на кнопку светодиод начинает мигать, а через некоторое время загорается постоянно.
Простая пищалка
В этой схеме нет ничего особо необычного: все мы знаем, что если к выходу мультивибратора подключить динамик или наушники, он начнет издавать прерывистые звуки. На низких частотах это будет просто «тик», а на более высоких — писк.
Для эксперимента больший интерес представляет схема, показанная ниже:
Здесь снова знакомое нам реле времени — замкните кнопку S1, разомкните ее и через некоторое время прибор начнет подавать звуковой сигнал.
Eriez — Xtreme Metal Detectors
Xtreme Metal Detectors
<<
Icecream016dome.jpg
>>
В базовой комплектации металлоискатель предлагает большой 7-дюймовый простой в использовании интерфейс с сенсорным экраном, несколько предварительно запрограммированных языков, простую настройку и отчетность, несколько портов USB и интерфейса, удаленный доступ и стандартную мойку высокого давления.
вниз дизайн.
Программное обеспечение Xtreme
В дополнение к прочной конструкции металлоискатель Xtreme предлагает простую в использовании настройку, эксплуатацию и создание отчетов с помощью большого, хорошо продуманного графического интерфейса.
Настройка и эксплуатация
Хотя металлоискатель Xtreme поставляется с заводскими настройками для ваших продуктов (на основе фактических испытаний и предоставленных данных о применении), добавление новых продуктов или изменение параметров выполняется очень просто. Ниже приведены некоторые стандартные функции:
- Четыре защищенных паролем уровня доступа
- Автоматическая настройка и изучение продукта
- Легко изменить границы продукта/отклонить
- Отчет журнала в одно касание
- Восемь полей данных записаны на большую флешку
- Несколько коммуникационных портов – USB и Ethernet
- Журнал/отслеживание/отклонение, включение/выключение, ошибки, предупреждения, изменения продукта и настроек, изменения оператора и многое другое
Xtreme Tunnel
Туннельные металлодетекторы Eriez Xtreme изготавливаются по индивидуальному заказу и подходят для любого применения в процессе обработки в условиях ограниченного пространства.
Сочетайте установленную эталоном чувствительность Xtreme с многофункциональными органами управления в апертурной головке с промывкой под высоким давлением… и все это по цене металлоискателя среднего диапазона.
Туннельный детектор Xtreme с конвейером
Туннельный детектор с конвейером объединяет апертурный туннель Xtreme с промывкой под высоким давлением и прочный конвейер. Эти системы можно заказать в широком диапазоне размеров с множеством дополнительного оборудования, а стандартные конструкции доступны в рамках нашей программы быстрой доставки. Некоторые из основных функций включают в себя:
- Непрерывно сварная конструкция из нержавеющей стали 304
- Одна точка питания 110/220 В переменного тока
- Ремни для пищевых продуктов
- Разборка без инструментов доступна в стандартной конструкции
Xtreme Pharmaceutical
Xtreme Pharmaceutical предназначен для проверки таблеток и капсул, которые подаются самотеком из таблеточного пресса.
Эта высокочувствительная компактная металлодетекторная система соответствует строгим стандартам FDA и подходит для помещений с ограниченным пространством в комнатах для планшетов и инкапсуляции. Фармацевтическая установка Eriez была спроектирована с регулируемой сенсорной головкой и имеет один из самых больших и простых в очистке желобов для продукта в отрасли для оптимизации эффективности. Регулируемая опорная стойка оснащена роликами и изготовлена из нержавеющей стали 304.
- Диафрагма 1,5 дюйма (В) x 4,5 дюйма (Ш) или 0,9 дюйма (В) x 4 дюйма (Ш)
- Включает бесплатные протоколы проверки IQ, OQ и PQ
- Чувствительная головка и рамка из полированной нержавеющей стали 304
- Разборка всех компонентов, контактирующих с продуктом, без использования инструментов для легкой очистки
Xtreme Liquid Line
Жидкостные линейные металлодетекторы Xtreme предназначены для обнаружения жидкостей, паст, суспензий или других вязких продуктов, где требуется высокочувствительное обнаружение металла.
Система может быть установлена вертикально или горизонтально. Доступны размеры труб диаметром 1,5–4 дюйма. При обнаружении металла в потоке продукта на одно из доступных выходных реле подается сигнал отбраковки. Выходное реле можно использовать для активации шарового крана, управления визуальной или звуковой сигнализацией или отправки сигнала на ПЛК.
Xtreme Vertical, Form, Fill & Seal (VFS)
Xtreme Vertical Form, Fill & Seal (VFS) предназначены для установки в ограниченном пространстве под вертикальными формовочными и фасовочными машинами. Благодаря своей инновационной конструкции металлоискатель VFS соединяется с имеющимся у клиента бункером из нержавеющей стали и формовочной трубой с помощью простых соединителей Jacobs.
Этот компактный блок не требует свободной от металла зоны над или под сенсорной головкой. Его схема управления обеспечивает мгновенное электронное восстановление после регулировки фазы, а также возможность переключения узкой/широкой зоны в полевых условиях.
Металлодетектор Eriez VFS пригоден для промывки и оснащен трубой, пригодной для пищевых продуктов, и конструкцией из нержавеющей стали. VFS отлично подходит для обнаружения и удаления примесей черных, цветных и нержавеющих металлов в продуктах перед окончательной упаковкой.
Металлодетекторы Eriez Xtreme VFS соответствуют строгим стандартам для предприятий пищевой промышленности и обеспечивают превосходную чувствительность, ожидаемую от Eriez, — эти устройства могут обнаруживать металлические сферы миллиметрового размера.
Все металлодетекторы VFS имеют такие же полноцветные, интуитивно понятные элементы управления с помощью значков, что и другие системы Eriez Xtreme Metal Detector. Доступны размеры апертуры 3 дюйма, 4 дюйма, 6 дюймов, 8 дюймов и 10 дюймов, что позволяет удовлетворить практически любые потребности.
Вертикальные низкопрофильные системы Xtreme
Вертикальные детекторы капель Eriez Xtreme разработаны для использования в условиях свободного падения под действием силы тяжести.
Они изготовлены из нержавеющей стали 304 и включают в себя детектор Xtreme с удаленно расположенной электроникой, опорную плиту и отводной клапан.
- Конструкция из нержавеющей стали
- Низкопрофильная конструкция
Xtreme Webline
Металлоискатели Eriez Xtreme Webline разработаны для использования на рулонных или листовых материалах. Этот прибор особенно эффективен для обнаружения металлических примесей в широких и тонких продуктах, таких как пластик, резина, древесина, тканые материалы и древесностружечные плиты. Узкий профиль и отсутствие металлических микрочастиц устройства позволяют устанавливать его в местах с ограниченным пространством и с небольшой изоляцией от любого окружающего оборудования.
- Конструкция из нержавеющей стали
- Узкий профиль
- Дистанционная электроника
